自動トラクトグラフィーで観察されたびまん性軸索損傷および軽度の外傷性脳損傷における白質変性

びまん性軸索損傷（DAI）および軽度の外傷性脳損傷（MTBI）の患者における白質路損傷のより良い理解は、後遺症の客観的基礎を得るために重要です。この研究の目的は、自動化されたトラクトグラフィーを使用して、DAIおよびMTBIの白質路変性の特性を明確にすることでした。T1加重および拡散テンソルイメージング（DTI）は、7人のDAIおよび7人のMTBI患者、および9人の健康な被験者で実施されました。主要な神経繊維の再建のために、フリーザーファーとトラクラ（基礎となる解剖学によって制約された路）を使用して、自動確率的トラクトグラフィ分析を実施しました。グループ間の各白質神経繊維のDTI定量値の違いを調査し、受信機演算子曲線分析を使用してDAIおよびMTBIの分類精度を評価しようとしました。DAIとMTBIの両方は、散在する方法で神経繊維路に沿って軸索変性を示すように見えました。Corpus脳梁のampullaの平均拡散率は、MTBI患者よりもDAIの方が有意に高かったため、DAI患者の脳梁の軸索変性を示唆しています。右旋門角束の平均拡散率を使用して、DAIとMTBIは94％の曲線下の面積で識別できます。DAIとMTBIの両方が散在する軸索変性を示しました。しかし、DAIは、MTBIよりもCorpus Callosumの筋膜でより顕著な軸索変性を示すように見えました。我々の結果は、DAIとMTBIがDTIを使用して正確に区別できることを示唆しています。

A better understanding of white matter tract damage in patients with diffuse axonal injury (DAI) and mild traumatic brain injury (MTBI) is important to obtain an objective basis for sequelae. The purpose of this study was to clarify the characteristics of white matter tract degeneration in DAI and MTBI using automated tractography. T1-weighted and diffusion tensor imaging (DTI) was performed on seven DAI and seven MTBI patients as well as on nine healthy subjects. Automated probabilistic tractography analysis was performed using FreeSurfer and TRACULA (tracts constrained by underlying anatomy) for the reconstruction of major nerve fibers. We investigated the difference between DTI quantitative values in each white matter nerve fiber between groups and attempted to evaluate the classification accuracy of DAI and MTBI using receiver operator curve analysis. Both DAI and MTBI appeared to exhibit axonal degeneration along the nerve fiber tract in a scattered manner. The mean diffusivity of the ampulla of the corpus callosum was significantly higher in DAI than that in MTBI patients, suggesting axonal degeneration of the corpus callosum in DAI patients. Using mean diffusivity of the right cingulum-angular bundle, DAI and MTBI could be discriminated with an area under the curve of 94%. Both DAI and MTBI exhibited scattered axonal degeneration; however, DAI appeared to exhibit more pronounced axonal degeneration in the ampulla of the corpus callosum than MTBI. Our results suggest that DAI and MTBI can be accurately distinguished using DTI.